申请/专利权人：深圳市智鼎自动化技术有限公司

申请日：2024-01-19

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117583761B

主分类号：G05B19/404

分类号：G05B19/404;B23K26/70;B23K26/082;G02B26/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2024.03.12#实质审查的生效;2024.02.23#公开

摘要：本发明公开了一种多通道激光振镜运动控制系统，涉及激光振镜控制技术领域。该系统包括用于获取激光刻印的需求的需求分析模块、用于进行激光振镜的运动的振镜运动模块以及用于控制激光振镜进行运动操作；还采用时间戳和插补算法对多通道的激光振镜进行同步控制的振镜控制模块；振镜运动模块包括通过连续的旋转或倾斜的打标运动单元、通过快速的定位和跳跃进行多点刻印并标记的跳转运动单元和通过跳转运动快速定位并利用打标运动刻印的组合运动单元。本发明通过判断激光刻印的需求进行激光振镜的运动操作，并在运动操作过程中采用时间戳和插补算法对多通道的激光振镜进行同步控制，实现了振镜运动控制的高精度和高效率。

主权项：1.一种多通道激光振镜运动控制系统，其特征在于：包括依次通信连接的需求分析模块、振镜运动模块和振镜控制模块；所述需求分析模块，用于获取激光刻印的需求；所述振镜运动模块，用于进行激光振镜的运动；所述振镜控制模块，用于控制激光振镜进行运动操作；还用于对多通道的激光振镜进行同步控制；所述振镜运动模块包括打标运动单元、跳转运动单元和组合运动单元；所述打标运动单元，通过激光振镜的连续旋转或倾斜，在工件表面上逐行扫描并形成打标图像；所述跳转运动单元，通过激光振镜的定位和跳跃，在工件表面上进行多个点的刻印并形成标记；所述组合运动单元，先通过跳转运动单元对整个工件进行定位形成定位点，再利用打标运动单元在每个定位点上进行刻印；其中，采用时间戳和插补算法对多通道的激光振镜进行同步控制；其中，多通道的激光振镜表示两个或两个以上独立的激光振镜所形成的多个激光振镜通道，每个通道单独控制激光振镜的运动；在所述振镜运动模块还设置运动监测单元、信号补偿单元和动态矫正单元；所述运动监测单元，用于实时监测激光振镜的运动状态，获取非线性特性；还用于实时测量激光振镜的位移和形变；所述信号补偿单元，用于对非线性特性进行实时补偿和预补偿；其中，所述预补偿为对驱动信号进行形状变换；所述动态矫正单元，用于对激光振镜的位移和形变进行实时矫正；在所述信号补偿单元中，对激光振镜进行非线性误差补偿，包括如下步骤：步骤一，获取激光干涉非线性误映射表；具体为：通过激光变频的测量方法得到一个干涉周期内被测对象的干涉信号的小数级次与干涉信号测量值的非线性误差的对应关系，并保存于激光干涉非线性误映射表；步骤二，对测量阶段产生的激光干涉非线性误差进行自补偿；具体为：重新固定被测对象的位置；从外部向振镜控制模块输入光频控制信号的频率；所述信号补偿单元包括干涉测量子单元和解调制子单元；所述振镜控制模块包括调频控制子单元和控制输出子单元；所述控制输出子单元的输出端与调频控制子单元的输入端连接；调频控制子单元的输出端与干涉测量子单元的输入端连接；干涉测量子单元的输出端与解调制子单元的输入端连接；解调制子单元的输出端与控制输出子单元的输入端连接；所述干涉测量子单元，利用调频控制子单元输入的指定频率的激光对被测对象的位移变化进行测量，得到相互正交的第一正弦信号和第二正弦信号，并将其输出到解调制子单元；所述解调制子单元，对相互正交的第一正弦信号和第二正弦信号进行处理，得到被测对象的当前位置的干涉信号，并将其发送至控制输出子单元；所述调频控制子单元，用于根据光频控制信号输出光频控制信号指定频率的激光，并将其输出至干涉测量子单元；所述控制输出子单元，用于生成光频控制信号并发送至调频控制子单元；还用于对解调制子单元输出的干涉信号进行处理，得到被测对象的当前位置测量值；所述干涉信号包括干涉信号的整数级次和小数级次；还用于根据被测对象的当前位置测量值计算得到干涉信号小数级次的理论值；以及根据测量得到的干涉信号的小数级次以及计算得到的干涉信号小数级次的理论值之间的关系，对干涉测量子单元的非线性误差进行补偿；步骤二中进行误差自补偿，具体包括如下步骤：重新固定被测对象的位置；从外部向控制输出子单元输入光频控制信号的频率，频率表示为f；控制输出子单元产生光频控制信号并将其发送至调频控制子单元；调频控制子单元根据光频控制信号输出频率为f的激光，并将其输出至干涉测量子单元；干涉测量子单元利用输入的频率为f的激光对被测对象的位移变化进行测量，得到相互正交的第一正弦信号和第二正弦信号并将其输出到解调制子单元；解调制子单元对相互正交的第一正弦信号和第二正弦信号进行处理，得到被测对象的干涉信号并将其发送至控制输出子单元；其中，所述干涉信号包括测量阶段被测对象的干涉信号的整数级次N，以及测量阶段被测对象的干涉信号的小数级次ε；控制输出子单元在激光干涉非线性误映射表中保存的被测对象的干涉信号的小数级次中查找ε，若找到则对ε进行修正并得到ε的修正值ε′；若未找到，则通过插值法获得与ε对应的干涉信号测量值的非线性误差Δε′，然后得到ε的修正值ε′；控制输出子单元计算得到并输出被测对象的当前位移变化量L′；采用时间戳和插补算法对多通道的激光振镜进行同步控制，包括如下步骤：确定输入信息，包括运动路径描述和相关参数；所述运动路径描述为直线或曲线；所述相关参数包括起始点、终止点、速度和加速度；进行坐标系转换，包括从全局坐标系到局部坐标系的转换，或者从机器坐标系到工件坐标系的转换；进行路径分割，将整个运动路径分割为离散的小段，每段称为一个插补段；插补段的长度根据运动速度和控制周期来确定；确定时间戳，在每个控制周期开始时记录当前时间戳并将其作为参考时间戳；进行插补计算，对于每个插补段计算出各个轴的位置或速度，并通过参考时间戳来确定路径上各个点的实际时间戳；其中，对于直线插补使用线性插值算法；对于曲线插补使用三次样条插值算法；进行同步控制，在计算各个轴的位置或速度时通过最慢轴的位置或速度来调整其他轴的位置或速度；生成控制指令，将计算得到的各个轴的位置或速度转化为实际的控制指令；执行同步控制，将生成的控制指令发送给各个轴的驱动器并进行实际的运动控制；具体为：通过不断更新位置或速度指令使各个轴按照插补算法计算得到的路径进行运动。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 深圳市智鼎自动化技术有限公司 一种多通道激光振镜运动控制系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD